8-3842-33-85-00 - магазин жидких обоев

г. Кемерово, Рынок "Привоз" бокс №1

Отличие литий ионных аккумуляторов от никель кадмиевых: Никель-кадмиевые аккумуляторы или литий-ионные — что выбрать

Содержание

Никель-кадмиевые аккумуляторы или литий-ионные — что выбрать

Здравствуйте! В этой статье я расскажу, что лучше выбрать — никель-кадмиевые аккумуляторы или литий-ионные.

При выборе аккумуляторного инструмента всегда приходиться думать, с каким типом батарей его купить — литий-ионными (Li-ion) или никель-кадмиевыми (Ni-Cd). Многие уже наслышаны о плюсах литий-иона, тем более, что и в сотовом телефоне у каждого стоит именно он. Но не все так просто. В этой статье я расскажу, в чем здесь разница.

Различие между литий-ионным и никель-кадмиевым аккумуляторами

Здесь я буду говорить о разнице в эксплуатационных свойствах Li-ion и Ni-Cd.

Итак, главным отличием литий-ионных батарей от никель-кадмиевых является то, что первые не имеют эффекта памяти, а вторые, соответственно, имеют.

Что такое эффект памяти? Это очень неприятное свойство никель-кадмия, заключается которое в следующем. Если вы поставите его на зарядку и, не дав полностью зарядиться, снимите, то он запоминает ту набранную емкость, до которой успел зарядиться, и при следующих зарядках, сколько его не держи, зарядится только до той отметки, которую запомнил при первой неполной зарядке.

Отсюда и название — эффект памяти.

Также верно и обратное — если поставить такой аккумулятор заряжаться, не дав ему полностью разрядиться, то он запоминает отметку, до которой ему дали разрядится и в дальнейшем, достигая ее, разряжаться не будет, и соответственно техника работать от него не сможет.

И вот всех этих «радостей» лишен литий-ионный аккумулятор. Поэтому многие, покупая аккумуляторный инструмент, стремятся приобрести его с таким питающим элементом именно из-за отсутствия у него эффекта памяти.

Вторым преимуществом литий-ионника перед никель-кадмиевым является то, что он практически не теряет своего заряда, если просто лежит без дела. Даже пролежав два года без дела, потеря составит не более 20%. Этим не может похвастаться никель-кадмий, который теряет весь свой заряд за полгода простоя. А если пролежит без дела целый год, то может высадиться в ноль и потом совсем не сможет зарядиться. Поэтому раз в полгода его нужно вставлять в зарядное устройство и полностью зарядить.

Ну, если вы, конечно, хотите, чтобы он служил у вас долго.

И вроде бы всё указывает на то, что нужно брать аппараты с литий-ионом. Однако следует сказать, что стоимость их значительно больше. Поэтому многие предпочтут сэкономить, и купить технику с никель-кадмием, посчитав, что можно и поуделять немного больше внимания процессу зарядки, чем платить лишние немалые деньги. Тем более, что срок эксплуатации у обоих типов примерно одинаков (конечно, если правильно эксплуатировать никель-кадмий).

Но самым существенным недостатком литий-ионок является невозможность их длительной эксплуатации при минусовых температурах. Некоторые наверное замечали, как у них на сотовом телефоне, пролежавшем долго на холоде, отметка уровня заряда падала книзу, либо аппарат совсем выключался. Но затем, при переносе телефона в тепло, тот снова показывал полный заряд. Это как раз проявление этого неприятного свойства.

Если в случае с телефоном такая неприятность простительна, так как его итак обычно держат в кармане, где его греет тепло вашего тела, то вот с аккумуляторным инструментом, которым нужно трудиться на улице, когда за бортом холодно, такое свойство просто не позволит выполнить задуманное дело. Даже поставленная на холоде в зарядное устройство литий-ионная батарея не показывает признаков жизни и абсолютно не заряжается.

Стоит, правда, заметить, что у разных моделей нижняя температурная отметка, при которой ток перестает отдаваться, отличается. Есть такие, которые перестают работать при -5, а есть и те, которые выдерживают и -15 градусов.

И вот в этом случае понадобятся никель-кадмиевые батареи, которые и при минус двадцати могут держать свою емкость, пусть и не на 100%. Но поработать с ними получится в любом случае.

Вывод

Таким образом, при всех плюсах литий-иона, всегда нужно помнить, что есть условия, когда без никель-кадмиевых аккумуляторов не обойтись. Поэтому покупайте первый вариант, если вы точно знаете, что не будете трудиться в отрицательных (да и положительных близких к нулю) температурах, либо работа в таких условиях будет кратковременной и рядом есть теплое помещение, так как заморочек с их эксплуатацией действительно меньше. Однако на холоде без никель-кадмиевого аккумулятора не обойтись.

Обновление информации. Статья писалась в 2015 году. На момент 2018 года она уже не особо актуальна. Во-первых, литий-ионные аккумуляторы значительно подешевели с тех пор. Во-вторых, на холоде они себя сейчас тоже чувствуют довольно уверенно. Поэтому все производители инструмента на сегодня стали выпускать аккумуляторную технику только с литий-ионными батареями. В продаже еще можно встретить и технику с батареями на основе никеля и кадмия, однако их все меньше и меньше, так как свою актуальность они потеряли.

На этом заканчиваю! Спасибо за внимание! Читайте и другие статьи на моем сайте и до новых встреч!

Читайте также:

Типы аккумуляторов, их достоинства, недостатки и специфика использования

Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion, Lithium Ion)

Достоинства Li-Ion аккумуляторов:

Высокая ёмкость
Малые габариты
Небольшая масса
Отсутствует эффект «памяти»
Низкая степень саморазряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки
Большое количество циклов заряда/разряда

Недостатки Li-Ion аккумуляторов:

Высокая стоимость
Быстрое старение
Чувствительна к низким температурам

Общая информация:

Отсутствие эффекта «памяти» в литиевых аккумуляторах позволяет заряжать и подзаряжать аккумуляторы по мере необходимости, а так же находиться в зарядном устройстве длительное время. Обычно поставляются заряженным на 40-60%. Степень саморазряда литиевого аккумулятора рекордно мала – 3-5% в месяц. При длительном хранении необходима подзарядка не реже, чем раз в 3 месяца. Время работы литиевых аккумуляторов сокращается при температуре ниже 0°С. Срок службы литиевых аккумуляторов составляет от 4 до 6 лет, по прошествии которых ёмкость аккумулятора снизится и он может стать непригоден, не зависимо от интенсивности использования. Номинальное количество циклов заряда/разряда более 1000, максимальное – более 2000 циклов. Восстановлению данные аккумуляторы не подлежат.

Аккумуляторы на основе литий-ионных ячеек эффективны при интенсивном использовании и частых циклах заряда/разряда. В период срока службы такие аккумуляторы будут оптимальны для техники, которая часто и регулярно используется, в сравнении с батареями на основе никеля.

Литий-полимерные аккумуляторы (Li-Pol, Lithium Polymer)

Достоинства Li-Pol аккумуляторов:

Высокая ёмкость
Малые габариты
Небольшая масса
Отсутствует эффект «памяти»
Низкая степень саморазряда
Большое количество циклов заряда/разряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки
Возможность изготовления любой формы и конфигурации

Недостатки Li-Pol аккумуляторов:

Высокая стоимость
Быстрое старение
Чувствительна к низким температурам

Общая информация:

Литий-полимерные и литий-ионные батареи схожи по своим техническим характеристикам за исключением того, что литий-полимерные аккумуляторы имеют возможность изготовления практически любой формы и конфигурации, что позволяет убрать ограничения в отношении конечной формы, размеров и электрических характеристик. Так же литий-полимерные аккумуляторы имеют более высокие показатели в стандартных тестах на производительность и безопасность (раздавливание, протыкание, вибрация, короткое замыкание, перезаряд, форсированный заряд), но из-за кристаллизации находящегося внутри полимера электрические характеристики сильно ухудшаются при отрицательной температуре.

Аккумуляторы на основе литий-полимерных ячеек эффективны при интенсивном использовании и частых циклах заряда/разряда. Подходят для устройств с нестандартным форм-фактором и специфической конфигурацией.

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы (LiFePO4)

Достоинства LiFePO4 аккумуляторов:

Высокая ёмкость
Отсутствует эффект «памяти»
Устойчивы к переразряду
Не теряют емкость при отрицательных температурах
Низкая степень саморазряда
Срок хранения до 15 лет
Большое количество циклов заряда/разряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки
Не горят при повреждении и не токсичны

Недостатки LiFePO4 аккумуляторов:

Высокая стоимость
Тяжелее относительно Li-Ion

Общая информация:

В отличие от большинства литиевых аккумуляторов LiFePO4 отличаются длительным сроком службы, устойчивостью к отрицательным температурам и безопасностью в эксплуатации. Поставляются заряженным на 40-60%. Могут использоваться вне помещений, так как устойчивы к отрицательным температурам до -30°С. Степень саморазряда менее 1,5% в месяц. Длительное хранение не сказывается негативно на работе. Срок службы достигает 5000 циклов перезарядки, а срок хранения до 15 лет.

Аккумуляторы на основе литий-железо-фосфатных ячеек оптимальны для техники, которая используется вне помещений и периодически остается на хранении длительное время. Область применения – накопители для солнечных панелей и ветрогенераторов, электроавтомобили, водный транспорт, складская техника, гольфкары, электровелосипеды и электроскутеры.

Никель-кадмиевые аккумуляторы (Ni-Cd, Nickel Cadmium)

Достоинства Ni-Cd аккумуляторов:

Низкая стоимость
Высокая вероятность восстановления
Работа в широком диапазоне температур
Большое количество циклов заряда/разряда
Возможность форсированной (быстрой) зарядки

Недостатки Ni-Cd аккумуляторов:

Высокая степень саморазряда
Эффект «памяти»
Большие размеры
Токсичность при неправильной утилизации
Срок службы ограничен количеством циклов заряда/разряда

Общая информация:

Никель-кадмиевые аккумуляторы чаще всего поставляются почти полностью разряженными из-за высокой степени саморазряда – 15-20% в месяц. Нахождение в зарядном устройстве длительное время нежелательно, так как сильно ухудшаются характеристики. У никель-кадмиевых аккумуляторов есть эффект “памяти” и что бы избежать проявления этого эффекта требуется регулярно (где-то раз в неделю) полностью разряжать аккумулятор перед зарядкой. Практически нет потери емкости при температуре до -20°C, а рабочий диапазон температур варьируется от -50°C до +70°C. Номинальное количество циклов заряда/разряда более 1000, максимальное – более 2500 циклов. Восстановление данных аккумуляторов возможно с вероятностью 60%.

Специфика использования никель-кадмиевых аккумуляторов обусловлена сроком службы, который зависит от количества циклов заряда/разряда и соблюдения условий зарядки. Наиболее эффективно использование для периодической эксплуатации и в режиме полного разряда.

Никель-металлогидридные аккумуляторы (Ni-MH, Nickel Metal-Hydride)

Достоинства Ni-MH аккумуляторов:

Низкая стоимость
Высокая ёмкость
Низкая токсичность
Слабовыраженный эффект “памяти”
Работа в широком диапазоне температур

Недостатки Ni-MH аккумуляторов:

Высокая степень саморазряда
Медленная зарядка
Малое количество циклов заряда/разряда
Сложное и дорогое устройство зарядных устройств

Общая информация:

Никель-металлогидридные аккумуляторы должны храниться полностью заряженными. Степень саморазряда у них крайне высока и достигает 30% в месяц. Нахождение в зарядном устройстве длительное время нежелательно, так как сильно ухудшаются характеристики. У никель-металлогидридныx аккумуляторов слабо выражен эффект “памяти” и рекомендуется регулярно (примерно каждые два месяца) полностью разряжать аккумулятор перед зарядкой. По сравнению с никель-кадмиевыми аккумуляторами (Ni-Cd) имеют большую энергетическую плотность (емкость), но требовательны к зарядным устройствам и условиям зарядки. Проявляют хорошую работоспособность при низких температурах, но диапазон рабочих температур не высок – от -10°C до +40°C. Номинальное количество циклов заряда/разряда от 500 до 1000 циклов. Восстановление данных аккумуляторов возможно с вероятностью 15%.

Использование никель-металлогидридных аккумуляторов ограничено сроком службы, однако они обладают большой емкостью и наиболее эффективно их использование в устройствах с низким постоянным потреблением.

Что лучше ni cd, li ion или ni mh: сравнение характеристик аккумуляторов

Современный потребитель не представляет своего существования без различных электрических приборов и аппаратов. Для обеспечения их работоспособности необходимо применять элементы питания. Правильный выбор и эксплуатация поможет значительно продлить их срок службы, а также уберечь от аварийных ситуаций.

Особенности строения ni cd аккумуляторов достоинства и недостатки

Аккумулятор никель кадмиевый по своей конструкции представляет собой разнополюсные электроды, разделенные межу собой специальным сепаратором. В качестве электролита применяется щелочной концентрат, зачастую это гидроксид калия, данное вещество не является пожаро и взрывоопасным.

Для увеличения активной площади взаимодействия при гальванической реакции электроды изготавливаются в виде фольги, расхода электролита в процессе эксплуатации не происходит благодаря герметичности корпуса источника питания.

К достоинствам такого элемента питания следует отнести:

  • доступная стоимость относительно аналогичных;
  • возможность отдавать повышенный ток под нагрузкой;
  • допускается ускоренный метода заряда;
  • способность сохранять емкость заряда до -20°С;
  • увеличенное количество циклов заряда-разряда в процессе эксплуатации.

Главными недостатками считаются:

  • повышенный уровень самостоятельного разряда в течение короткого времени;
  • при долгом хранении для восстановления требуют более 5 циклов заряда-разряда;
  • увеличить срок службы возможно только при полном разряде батареи.

Особенности строения ni mh аккумуляторов достоинства и преимущества

Металлгидридные источники питания появились в ходе совершенствования первоначальных вариантов никель кадмиевых. Основное отличие ni mh от ni cd аккумуляторов заключается в использовании в качестве материалов для электродов комбинированных сплавов никеля с редкоземельными металлами.

Разноименные полюса в таких источниках питания свернуты в рулон и разделены между собой специальным сепаратором, изготовленным из крепкого материала. В конструкции корпуса предусмотрено применение средств защиты в виде датчиков давления и предохранительного клапана.

Интересно знать! Никель металлгидридный аккумулятор отличается от своего предшественника пониженным содержанием токсичных веществ.

Положительными свойствами считают:

  • сохраняют рабочие характеристики при пониженных температурах;
  • обладают повышенной емкостью, в чем отличаются аккумуляторы от никель кадмиевых;
  • отсутствие токсичных веществ;
  • уменьшенный эффект памяти.

К отрицательным показателям относят:

  • повышенные свойства самостоятельного разряда;
  • увеличенная стоимость;
  • снижение емкости после 300 циклов заряда-разряда;
  • относительно короткий срок службы.

Li ion аккумуляторы, строение, плюсы и минусы

Литиевые аккумуляторы представляют собой элементы питания анод которых произведен из металла лития. В них повышены некоторые основные характеристики необходимые для современных электронных устройств. Главное отличие литий ионных аккумуляторов от никель кадмиевых считается повышенное рабочее напряжение и увеличенная энергетическая емкость.

Ni mh и li ion в своей конструкции имеют специальные защитные приспособления такие, как датчики давления и предохранительные средства при увеличении внутренней температуры.

К плюсам производители относят:

  • практически полное отсутствие «эффекта памяти»;
  • повышенная внутренняя емкость элемента;
  • малая масса относительно аналогов;
  • минимальный самостоятельный разряд.

К минусам потребители причисляют:

  • повышенную цену, в результате применения редких металлов в конструкции;
  • нетерпимость к минусовым температурам;
  • имеют ограничения по сроку службы.

Никель кадмиевые и литий ионные аккумуляторы схожи между собой в возможности использования при необходимости быстрого заряда повышенными токами.

Характеристика «Эффект памяти»

Одной из важных характеристик при выяснении различия между элементами питания является «эффект памяти», суть данного явления заключается в сохранении батареей начального значения заряда, при котором начали его восполнение.

Ni cd или ni mh аккумуляторы имеют в своих свойствах такой эффект. Данная характеристика считается отрицательной, потому что при неполном разряде батареи она сохранит в дальнейшем это значение и не будет разряжаться полностью. Внутренняя емкость и срок службы при этом значительно понижаются.

У литиевых элементов питания такого эффекта не отмечается, в таком сравнении данная батарея лучше. Повышается удобство, нет необходимости ждать полного понижения заряда, восполнить его можно в любое удобное время без опасения нанесения вреда емкости и сроку службы.

Важно! Перед зарядом ni cd следует полностью разряжать, ni mh рекомендуется разряжать не полностью.   

Различие батарей по основным техническим характеристикам

Аккумуляторные батареи, как и любой электрический элемент имеют основные технические показатели, согласно которым можно оценить достоинства того или иного вида. Рассмотрим некоторые характеристики

Напряжение работы и разряда

Значение рабочего напряжения для элементов питания является постоянным показателем и может лишь незначительно меняться в процессе снижения заряда в ходе работы. Nicd или nimh батареи имеют одинаковый номинальный вольтаж равный 1,2 В, а также показание при разряде 0,9 В. У литиевых такие показания значительно отличаются в результате применения активных элементов в своем составе. Рабочее напряжение составляет 3,6 В, при разряде 3 В.

Диапазон рабочих температур

Рабочая температура является важным показателем в ходе эксплуатации элементов питания. Не всегда есть возможность применения электрического оборудования в помещении и в летний период. Для никелевых батарей температурный диапазон довольно широкий, связано это с тем, что в качестве электролита применяется щелочной состав пониженным значением замерзания от -50°С. У литиевого аккумулятора этот показатель несколько выше от -20°С.

Значение высокого предела температур у всех видов практически одинаков и составляет +50°С, +60°С.

Средства защиты и контроля

Ni mh и li ion аккумуляторные батареи имеют в своей конструкции специальные защитные составляющие. В процессе производства устанавливаются датчики температуры и давления, а также предохранительные клапаны.

Внимание! В процессе заряда необходимо правильно устанавливать параметры, а также контролировать их.

Хранение

Условия хранения для различных элементов питания:

  • никель кадмиевые аккумуляторы могут храниться при полном разряде, и сразу восстанавливают свои характеристики при восполнении заряда;
  • никель металлгидридные батареи полностью не рекомендуют разряжать;
  • литиевые имеют ограниченный срок службы, в связи с этим производителями рекомендуется активное применение, если же требуется хранение элемент питания разряжают наполовину.

Различие в применении

При выборе того или иного аккумулятора для питания различной техники необходимо понимать, какие необходимые свойства будут важны в ходе эксплуатации. Для переносных гаджетов и небольшой радиоэлектроники пригодится подойдет литий ионные или никель металлгидридные батареи, данные потребители не требуют повышенных токов разряда. При питании электроинструмента требуется более высокие показания тока, а также возможность использования аппарата при пониженных температурах без опасения быстрого разряда в таком случае подходят никелевые.

Все рассмотренные элементы питания обладают рядом положительных и отрицательных характеристик. Правильное понимание основных необходимых свойств поможет снизить затраты, а также продлить работоспособность используемого аппарата или прибора.

Какой аккумулятор лучше литий ионный или литий полимерный

Шуруповёрты — востребованные инструменты для любого человека, особенно для тех, кто время от времени занимается ремонтом, другим видом работ дома либо для профессиональных мастеров, использующих инструменты ежедневно. Если учитывать, что в магазинах, продающих инструменты, существует много видов инструментов, то в голову сразу приходит следующий вопрос: “Какой же инструмент выбрать?”. Это касается и типа накопителей. Разные АКБ имеют разные характеристики: продолжительность работы, эффективность, продуктивность инструмента и тому подобное. Перед тем, как решить проблему с вопросом “Какой тип аккумулятора лучше для шуруповерта?”, подробно разберем каждый вид батарейных блоков, которые устанавливают в эти инструменты.

Виды накопителей

Чаще всего в электрошуруповертах установлен аккумулятор никель кадмиевый или литий ионный. Существует также Ни-Мг накопители, которые имеют свои достоинства. Однако в шуруповерты никель-металлгидридные АКБ устанавливают редко, потому что при зарядке происходит слишком быстрый нагрев электролитов.
Это также сильно заметно при беспрерывной работе с инструментом.

Преимущества никель-металлгидридных батареек

Если не учитывать их склонность к сильному нагреву, Ни-Мг АКБ имеют следующие достоинства:

  • Наносит меньший ущерб для природы.
  • Меньший эффект памяти, чем у других.

Однако они не в состоянии конкурировать с Ни-Кд и Ни-Ли батарейками. Следовательно, не рекомендуется их использовать из-за низкой эффективности. Кроме того, их уже почти не используют в конструкциях шуруповертов.

Преимущества литий-ионных аккумуляторных батарей

Если сравнивать с никель-кадмиевыми батареями, Li Ion тип АКБ были изобретены относительно недавно — в 90-х годах 20-го века. В начале этот тип аккумуляторов был опасен из-за высокого риска разрыва. Это было из-за недоработок в техническом плане.

На текущий момент большинство литий-ионных аккумуляторов оснащено специальными датчиками для слежения за нагревом элементов и уровнем заряда. Такая конструкция более надежная, безопасная и эффективная по сравнению с первыми образцами.

Какими достоинствами обладают Ли Ион АКБ?

Сравнивая их с никель-кадмиевыми и никель-металлгидридными АКБ, можно подметить, что обладают следующими достоинствами:

  1. Возможность использования на протяжении более долгого времени благодаря высокой ёмкости.
  2. Отсутствие обратимой потери ёмкости (так заявляет 99% производителей и продавцов Li Ion АКБ).
  3. Аккумуляторный блок из лития имеет гораздо меньший вес при такой же ёмкости, чем кадмиевая АКБ.

Благодаря своей ёмкости, этот тип более распространен в технической сфере, где профессионалы используют инструменты дольше, чем никель-кадмиевые батарейные блоки.

Аккумуляторные батареи из лития имеют ряд недостатков. Например, они более чувствительные даже к самым маленьким скачкам напряжения во время подзарядки. В противоположность кадмиевым, литий-ионные более чувствительные к низкой температуре, особенно при выходе из теплого помещения на улицу в мороз. Конечно, любой вид АКБ в той или иной мере чувствителен к резким переменам температуры, но знающие мастера утверждают, что литий-ионные — самые прихотливые.

Литий-ионные батареи также быстрее теряют заявленную ёмкость, если они долго не эксплуатируются. Срок их эксплуатации составляет не более двух или двух с половиной лет.

Преимущества никель-кадмиевых акб

Многие осуждают кадмиевые накопительные батарейки в основном из-за того, что они более старые. Однако, невзирая на многочисленное осуждение, эти блоки имеют высокие показатели.

Например, они более емкие, при работе нагреваются не так сильно, как те же никель металлгидридные аккумуляторные элементы. Однозначный плюс в сторону использования их для шуруповерта.

Это благодаря теплопоглощательных реакций, которые происходят внутри аккумулятора. Теплопоглощающая реакция — поглощение выделяемого тепла внутри какого-нибудь элемента. Такие реакция не выпускают нагрев за пределы рабочей смеси. Теплопоглощающих реакций в Ni-Mh нет. Потому они так разогреваются.

Их сокращенное название — Ni-Cd. Это одни из первых щелочных батареек, производство которых началось еще под конец 19 столетия. В 19 эпохе производство аккумуляторных блоков было более дорогим, оно подразумевало приложения многочисленных усилий. Следовательно, оно не было столь интенсивным. Ускорилось производство в середине 20 века.

Если выбирать аккумуляторный элемент для электрошуруповерта, опираясь на их практичность и продуктивность, то Ni-Cd гораздо лучше Ni-Mh. На текущий момент они являются наиболее распространенным типом АКБ не только для электрошуруповертов либо дрелей, также других предметов бытовой техники.

Преимущества Ни-Кд АКБ:

  1. Более низкий шанс перегрева элементов блока.
  2. Они не перегорят и не испортятся в короткий срок, в противоположность Ни-Мг.
  3. Оснащены прочным и надежным корпусом из металла, который предоставляет хорошую герметичность конструкции.
  4. Устойчивы к различным нежелательным химическим реакциям.
  5. Устойчивы к отрицательным температурам. Функционируют даже при -35°С.
  6. При верной эксплуатации АКБ работают около 7-11 лет.
  7. Адекватная стоимость. Li Ion накопительные батареи стоят намного больше.

Чтобы никель-кадмиевые накопительные блоки не сломались раньше положенного срока и прослужили 7-11 лет, необходимо придерживаться некоторых правил при их эксплуатации этого типа АКБ.

Прежде всего запомните, что батареям из никеля не страшен полный разряд элементов. Следовательно, при работе разряжайте накопительный блок до самого конца. После разрядки можно поставить аккумуляторную батарею на зарядку, ведь она не потеряет свою ёмкость. Это из-за того, что при зарядке Ни-Кд блоки быстро восполняют утраченную ёмкость.

Хранить их рекомендуется в разряженном состоянии, потому что обратимая потеря ёмкости, либо так называемый “эффект памяти” будет менее выражен. При хранении подзаряжать АКБ не надо. Обратимая потеря ёмкости не является сильной угрозой для батареи. Чтобы снизить ущерб от “эффекта памяти”, рекомендуется два либо три раза полностью зарядить и разрядить АКБ. Эти манипуляции помогут снизить обратимую потерю ёмкости.

Какие аккумуляторы лучше Ni Cd или Li Ion для шуруповерта

Оба вида аккумуляторных элементов хороши. Однако выбор типа батарейного блока зависит в основном от цели эксплуатации. Основное отличие литий ионных аккумуляторов (Ли Ион) от никель кадмиевых (Ни Кд) — это кол-во циклов оборота. У Li Ion их 1500, а у кадмиевых — 500. На первых взгляд кажется, что Li Ion намного лучше, ведь кол-во циклов больше в 3 раза.

Однако это не так. При выборе аккумуляторной батареи опирайтесь на то, что износ кадмиевых батарей зависит от используемых циклов. А срок Li Ion батарей — от их возраста. Кадмиевые используются на протяжении 7-11 лет, а Li Ion уже через 5 не будут работать, независимо от того пользовались ими или нет. Поэтому не рекомендуется покупать несколько литиевых блоков “на будущее”. Они все придут в неисправное состояние.

Никель-кадмиевые АКБ в свою очередь проживут намного дольше, если ими редко пользоваться, но правильно хранить. Это правило работает даже в том случае, когда шуруповерт с Ни Кд батареей не использовали целый год.

Не рекомендуется покупать б/у шуруповерт с литиевым аккумулятором, потому что есть риск, что он уже не эксплуатировался в течение длительного времени и, соответственно, неисправен или близок к неисправности.

Напротив, если б/e шуруповерт оснащен никель-кадмиевой батареей, то он сохраняет до 55-60% своего заряда. Даже если он не использовался.

Если вы используете электрошуруповерт или дрель не очень часто, то Li Ion аккумуляторы скорее всего умрут “от старости”, чем от потери всех циклов. Следовательно, если вы не профессионал-мастер, который пользуется шуруповертом ежедневно, то покупать Li Ion аккумулятор не имеет смысла. Лучше всего для бытовой эксплуатации подходят кадмиевые АКБ. Они служат долго независимо от того, сколько они пролежали без работы.

Никель-кадмиевые аккумуляторные батареи хранятся в ящике до тех пор, пока не потеряют свои 500 циклов оборота заряда элементов. Это при том условии, что блоки хранятся в нужных условиях.

Литий в свою очередь нуждается в постоянной зарядке, потому что основное условия его хранения — минимум 60% энергии. Если не подзаряжать литий регулярно, то он с высокой вероятностью разрушится раньше срока даже при правильном хранении.

Какие аккумуляторы подходят лучше для шуруповерта? Если эксплуатация шуруповерта происходит раз-два в год, то более подходящие будут никель-кадмиевые АКБ. Если инструмент используется каждый день на протяжении нескольких часов, то предпочитать рекомендуется литий-ионные аккумуляторные блоки. АКБ отслужат положенное кол-во циклов и “отмоют” потраченные на них деньги. Не покупайте литий, если он не будет использоваться часто. Это деньги впустую. Однако, если инструмент используется при условиях отрицательной температуры, то рекомендуется использовать кадмиевую батарею.

Никель металл гидридный или литий ионный

Литий-ионные и никель-кадмиевые аккумуляторы – два популярных класса автономных источников питания. Каждый из них имеет определённые границы наилучшего применения, и неудачи пользователей часто связаны с незнанием особенностей работы таких батарей. При многих сходных характеристиках батареи Li-Ion и NiCd отличаются своим химическим составом, воздействием на окружающую среду, применением и стоимостью.

Что общего у Li-Ion и Ni-Cd аккумуляторов

Формы и некоторые параметры данных классов батареек определяются ГОСТ 26692-85. В частности. данный стандарт устанавливает для обоих видов:

  1. Габаритные размеры.
  2. Порядок приёмки и испытания.
  3. Условия безопасного применения.
  4. Комплектность поставки.
  5. Маркировку, упаковку и транспортировку потребителям.
  6. Перечень указаний по безопасной эксплуатации.
  7. Гарантии производителя.

Важно! Поскольку области применения батарей указанного типа постоянно расширяются, то в последнее время введён и применяется ГОСТ Р МЭК 61426-1-2014, в котором оговариваются общие требования к аккумуляторам, используемым в качестве возобновляемых энергоисточников (например, в фотоэнергетике).

Общими являются также диапазоны ёмкостей батареек: и те, и другие могут производиться с показателями от 1,2 до 3,6 А·ч и более. Общим свойством можно назвать и эффективность циклов зарядки/разрядки, которая, в зависимости от конкретного производителя, находится в пределах 70…90%.

Различия между Li-Ion и Ni-Cd батареями

Сопоставим следующие характеристики: сущность электрохимических процессов, воздействие на окружающую среду, стоимость, особенности эксплуатации и производительность, а также практическое применение.

Никель-кадмиевая батарея использует кадмий в качестве анода (отрицательный вывод), оксигидроксид никеля в качестве катода (положительный вывод) и водный гидроксид калия в качестве электролита.

Литий-ионная АКБ использует графит в качестве анода, оксид лития для катода и литиевую соль в качестве электролита. Ионы лития движутся от отрицательного электрода к положительному во время разряда, и в обратном направлении — при зарядке.

Название Li-Ion источники питания Ni-Cd источники питания
Напряжение 3,6/3,7 V 1,2 V
Количество рабочих циклов До 1200 До 2000
Эффективность зарядки/разрядки 80…90 % 70…90 %
Температурная зависимость интенсивности процесса саморазрядки
(в месяц)
До 8% при 21°C
До 15% при 40°C
До 31% при 60°C
До 10%
Энергетическая плотность 250…620 Вт ч/л 50…150 Вт ч/л
Утилизация Мало опасные отходы Опасные отходы

Батареи Ni-Cd содержат от 6% (для промышленных источников) до 18% (для потребительских батарей) кадмия, который является токсичным тяжёлым металлом, и поэтому требует особой осторожности при удалении и утилизации использованной батарейки. Такие отходы считаются экологически опасными. В то же время все компоненты литий-ионных аккумуляторов являются безопасными для окружающей среды, поскольку литий не является токсичным металлом.

С точки зрения стоимости литий-ионная батарея стоит примерно на 40 % дороже никель-кадмиевой. Это объясняется существенными производственными затратами на обеспечение дополнительной схемы защиты, которая контролирует параметры напряжения, тока и мощности.

Li-Ion 3.6v

Чем литий-ионный лучше никель-кадмиевого

Самый большой недостаток никель-кадмиевых батарей – их приверженность так называемому «эффекту памяти», когда они разряжаются и перезаряжаются до одного и того же состояния ёмкости несколько раз. Батарея «запоминает» точку в цикле зарядки, в которой началась перезарядка, и во время последующего использования напряжение в этой точке внезапно падает, как если бы батарея разрядилась.

Вместе с тем ёмкость аккумулятора фактически снижается лишь незначительно. Некоторые виды электронных устройств специально разработаны для того, чтобы выдерживать такие пониженные напряжения достаточно долго — чтобы напряжение возвращалось в нормальное состояние. Однако некоторые приборы и гаджеты в этот период отключаются, поэтому батарея кажется «мёртвой» раньше обычного.

Подобный эффект, называемый депрессией напряжения, является результатом многократной перезарядки. В этом случае батарея полностью заряжается, но быстро разряжается после короткого периода работы.

Другой проблемой является эффект «обратной зарядки», который возникает из-за ошибки пользователя, либо когда батарея из нескольких элементов полностью разряжена. Реверсивная зарядка приводит к сокращению срока службы АКБ. Побочным продуктом обратной зарядки является газообразный водород, который является опасным.

Интересный факт: обратная зарядка случается при нерегулярном применении никель-кадмиевых источников питания. Тогда в батареях образуются и распространяются дендриты — тонкие проводящие кристаллы, которые могут проникать через разделительную мембрану между электродами. Это приводит к внутреннему короткому замыканию и преждевременному отказу батареи.

Литиево-ионные аккумуляторы, напротив, не требуют высокого уровня обслуживания. Они могут быть перезаряжены до того, как полностью разрядятся (без формирования «эффекта памяти») и работают в более широком температурном диапазоне. По сравнению с Ni-Cd саморазряд в литий-ионном растворе составляет менее половины от общей ёмкости, что повышает срок службы такого аккумулятора. Поэтому литиево-ионную батарею можно хранить в течение нескольких месяцев без потери заряда.

Чем Никель Кадмиевый АКБ лучше Литий Ионного

Батареи NiCd могут быть собраны в батарейные блоки или использоваться отдельно. Такие батарейки являются маленькими и миниатюрными, поэтому их возможно применять в быту, например, в фонариках, портативной электронике, фото- и видеокамерах, а также в игрушках. При малых размерах никель-кадмиевые батарейки лучше обеспечивают высокие импульсные токи с относительно низким внутренним сопротивлением, что делает их предпочтительным выбором для дистанционно управляемых электрически управляемых моделей самолетов, лодок, автомобилей, для беспроводных электроинструментов, а также для питания фотовспышек, когда длительность срока службы и значение ёмкости в mah особой роли не играют.

Большие Ni-Cd АКБ используются для воздушных стартеров, электромобилей и в качестве источников резервной мощности.

Важно! Заметным недостатком литий-ионной батареи считается её хрупкость. Поэтому для обеспечения безопасной работы такой аккумулятор нуждается в специальной цепи защиты.

Схема защиты рассчитана на ограничение значений пикового напряжение в период зарядки аккумулятора или батарейки. Она исключает возможность пониженного напряжения, которое может наблюдаться при разрядке источника питания. Для предотвращения экстремальных температур и повышения безопасности применения температура внутри корпуса также контролируется. Всё это увеличивает стоимость и повышает габариты литий-ионной АКБ.

Учитывая такие качества, как высокая плотность энергии, отсутствие эффекта памяти и медленная потеря заряда, литий-ионные батареи находят преимущественное применение для военных целей, в аэрокосмической технике, а также как источники питания современных электромобилей (там, где значение имеют малый вес и размеры).

Что лучше: Li-Ion или Ni-Cd

Однозначно на это вопрос ответить невозможно, да и не нужно. Каждый тип аккумуляторов имеет свои рациональные области применения. Ni-Cd батарея дешевле и характеризуется значительным числом циклов зарядки/разрядки (которые, однако, не должны производиться часто!). Li-Ion батарея отличается компактностью размеров, увеличенным временем автономной работы, отсутствием «эффекта памяти», может работать в более широком температурном диапазоне.

Остались вопросы? Задайте их в комментариях!

Разные АКБ имеют разные характеристики: продолжительность работы, эффективность, продуктивность инструмента и тому подобное. Перед тем, как решить проблему с вопросом «Какие аккумуляторы лучше: ni cd или li ion для шуруповерта?», подробно разберем каждый вид батарейных блоков.

Виды накопителей

Чаще всего в электрошуруповертах установлен аккумулятор никель кадмиевый или литий ионный. Существует также Ни-Мг накопители, которые имеют свои достоинства.

Однако в шуруповерты никель-металлгидридные АКБ устанавливают редко, потому что при зарядке происходит слишком быстрый нагрев электролитов. Это также сильно заметно при беспрерывной работе с инструментом.

Преимущества никель-металлгидридных батареек

Если не учитывать склонность к сильному нагреву, Ни-Мг АКБ имеют следующие достоинства:

  • наносят меньший ущерб для природы;
  • меньший эффект памяти, чем у других.

Однако они не в состоянии конкурировать с Ни-Кд и Ни-Ли батарейками. Следовательно, не рекомендуется батарейки использовать из-за низкой эффективности.

Преимущества никель-кадмиевых акб

Люди осуждают кадмиевые накопительные батарейки из-за того, что они более старые. Однако, невзирая на многочисленное осуждение, эти блоки имеют высокие показатели. Например, они более емкие, при работе нагреваются не так сильно, как те же никель металлгидридные аккумуляторные элементы.

Происходит это благодаря теплопоглощающим реакциям, которые происходят внутри аккумулятора. Теплопоглощающая реакция — поглощение выделяемого тепла внутри какого-нибудь элемента. Такие реакция не выпускают нагрев за пределы рабочей смеси.

Если выбирать аккумуляторный элемент для электрошуруповерта, опираясь на его практичность и продуктивность, то Ni-Cd гораздо лучше Ni-Mh. На текущий момент они являются наиболее распространенным типом АКБ не только для электрошуруповертов либо дрелей, но и других предметов бытовой техники.

Преимущества Ни-Кд АКБ:

  1. Более низкий шанс перегрева элементов блока.
  2. Они не перегорят и не испортятся в короткий срок, в противоположность Ни-Мг.
  3. Оснащены прочным и надежным корпусом из металла, который предоставляет хорошую герметичность конструкции.
  4. Устойчивы к различным нежелательным химическим реакциям.
  5. Устойчивы к отрицательным температурам. Функционируют даже при -35°С.
  6. При верной эксплуатации АКБ работают около 7-11 лет.
  7. Адекватная стоимость. Li Ion накопительные батареи стоят намного больше.

Прежде всего запомните, что батареям из никеля не страшен полный разряд элементов. Следовательно, при работе разряжайте накопительный блок до самого конца.

После разрядки можно поставить аккумуляторную батарею на зарядку, ведь она не потеряет свою ёмкость.

Хранить аккумуляторы рекомендуется в разряженном состоянии, потому что обратимая потеря ёмкости, либо так называемый «эффект памяти», будет менее выражен.

При хранении подзаряжать АКБ не надо. Обратимая потеря ёмкости не является сильной угрозой для батареи. Чтобы снизить ущерб от “эффекта памяти”, рекомендуется несколько раз полностью зарядить и разрядить АКБ. Эти манипуляции помогут снизить обратимую потерю ёмкости.

Преимущества литий-ионных аккумуляторных батарей

Если сравнивать с никель-кадмиевыми батареями, Li Ion тип АКБ был изобретен относительно недавно — в 90-х годах 20-го века. В начале этот тип аккумуляторов был опасен из-за высокого риска разрыва. Это было из-за недоработок в техническом плане.

На текущий момент большинство литий-ионных аккумуляторов оснащено специальными датчиками для слежения за нагревом элементов и уровнем заряда.

Какими достоинствами обладают Ли Ион АКБ? Сравнивая их с никель-кадмиевыми и никель-металлгидридными АКБ, можно подметить, что обладают следующими достоинствами:

  1. Возможность использования на протяжении более долгого времени благодаря высокой ёмкости.
  2. Отсутствие обратимой потери ёмкости (так заявляет 99% производителей и продавцов Li Ion АКБ).
  3. Аккумуляторный блок из лития имеет гораздо меньший вес при такой же ёмкости, чем кадмиевая АКБ.

Аккумуляторные батареи из лития имеют ряд недостатков. Например, они более чувствительные даже к самым маленьким скачкам напряжения во время подзарядки.

В противоположность кадмиевым, литий-ионные более чувствительные к низкой температуре, особенно при выходе из теплого помещения на улицу в мороз.

Конечно, любой вид АКБ в той или иной мере чувствителен к резким переменам температуры, но знающие мастера утверждают, что литий-ионные — самые прихотливые.

Литий-ионные батареи быстрее теряют заявленную ёмкость, если они долго не эксплуатируются. Срок их эксплуатации составляет не более двух или двух с половиной лет.

Какие аккумуляторы лучше Ni Cd или Li Ion для шуруповерта

Оба вида аккумуляторных элементов хороши. Однако выбор типа батарейного блока зависит от цели эксплуатации.

Основное отличие литий ионных аккумуляторов (Ли Ион) от никель кадмиевых (Ни Кд) — это количество циклов оборота. У Li Ion их 1500, а у кадмиевых — 500.

На первых взгляд кажется, что Li Ion намного лучше, ведь кол-во циклов больше в 3 раза. Однако это не так. При выборе аккумуляторной батареи опирайтесь на то, что износ кадмиевых батарей зависит от используемых циклов. А срок Li Ion батарей — от их возраста.

Кадмиевые используются на протяжении 7-11 лет, а Li Ion уже через 5 не будут работать, независимо от того пользовались ими или нет. Поэтому не рекомендуется покупать несколько литиевых блоков “на будущее”. Они все придут в неисправное состояние.

Никель-кадмиевые АКБ в свою очередь проживут намного дольше, если их правильно хранить. Это правило работает даже в том случае, когда шуруповерт с Ни Кд батареей не использовали целый год.

Напротив, если б/e шуруповерт оснащен никель-кадмиевой батареей, то он сохраняет до 55-60% своего заряда. Даже если он не использовался.

Если вы используете электрошуруповерт или дрель не очень часто, то Li Ion аккумуляторы скорее всего умрут «от старости». Следовательно, если вы не профессиональный мастер, который пользуется шуруповертом ежедневно, то покупать Li Ion аккумулятор не имеет смысла.

Лучше всего для бытовой эксплуатации подходят кадмиевые АКБ. Они служат долго независимо от того, сколько пролежали без работы. Никель-кадмиевые аккумуляторные батареи хранятся в ящике до тех пор, пока не потеряют свои 500 циклов оборота заряда элементов.

Литий нуждается в постоянной зарядке, потому что основное условия его хранения — минимум 60% энергии. Если не подзаряжать литий регулярно, то он с высокой вероятностью разрушится раньше срока даже при правильном хранении.

Вывод

Какие аккумуляторы подходят лучше для шуруповерта? Если эксплуатация шуруповерта происходит раз-два в год, то более подходящие будут никель-кадмиевые АКБ. Если инструмент используется каждый день на протяжении нескольких часов, то предпочитать рекомендуется литий-ионные аккумуляторные блоки.

АКБ отслужат положенное количество циклов и «отмоют» потраченные на них деньги. Не покупайте литий, если он не будет использоваться часто. Это деньги впустую.

Однако, если инструмент используется при условиях отрицательной температуры, то рекомендуется использовать кадмиевую батарею.

Современный потребитель не представляет своего существования без различных электрических приборов и аппаратов. Для обеспечения их работоспособности необходимо применять элементы питания. Правильный выбор и эксплуатация поможет значительно продлить их срок службы, а также уберечь от аварийных ситуаций.

Особенности строения ni cd аккумуляторов достоинства и недостатки

Аккумулятор никель кадмиевый по своей конструкции представляет собой разнополюсные электроды, разделенные межу собой специальным сепаратором. В качестве электролита применяется щелочной концентрат, зачастую это гидроксид калия, данное вещество не является пожаро и взрывоопасным.

Для увеличения активной площади взаимодействия при гальванической реакции электроды изготавливаются в виде фольги, расхода электролита в процессе эксплуатации не происходит благодаря герметичности корпуса источника питания.

К достоинствам такого элемента питания следует отнести:

  • доступная стоимость относительно аналогичных;
  • возможность отдавать повышенный ток под нагрузкой;
  • допускается ускоренный метода заряда;
  • способность сохранять емкость заряда до -20°С;
  • увеличенное количество циклов заряда-разряда в процессе эксплуатации.

Главными недостатками считаются:

  • повышенный уровень самостоятельного разряда в течение короткого времени;
  • при долгом хранении для восстановления требуют более 5 циклов заряда-разряда;
  • увеличить срок службы возможно только при полном разряде батареи.

Особенности строения ni mh аккумуляторов достоинства и преимущества

Металлгидридные источники питания появились в ходе совершенствования первоначальных вариантов никель кадмиевых. Основное отличие ni mh от ni cd аккумуляторов заключается в использовании в качестве материалов для электродов комбинированных сплавов никеля с редкоземельными металлами.

Разноименные полюса в таких источниках питания свернуты в рулон и разделены между собой специальным сепаратором, изготовленным из крепкого материала. В конструкции корпуса предусмотрено применение средств защиты в виде датчиков давления и предохранительного клапана.

Интересно знать! Никель металлгидридный аккумулятор отличается от своего предшественника пониженным содержанием токсичных веществ.

Положительными свойствами считают:

  • сохраняют рабочие характеристики при пониженных температурах;
  • обладают повышенной емкостью, в чем отличаются аккумуляторы от никель кадмиевых;
  • отсутствие токсичных веществ;
  • уменьшенный эффект памяти.

К отрицательным показателям относят:

  • повышенные свойства самостоятельного разряда;
  • увеличенная стоимость;
  • снижение емкости после 300 циклов заряда-разряда;
  • относительно короткий срок службы.

Li ion аккумуляторы, строение, плюсы и минусы

Литиевые аккумуляторы представляют собой элементы питания анод которых произведен из металла лития. В них повышены некоторые основные характеристики необходимые для современных электронных устройств. Главное отличие литий ионных аккумуляторов от никель кадмиевых считается повышенное рабочее напряжение и увеличенная энергетическая емкость.

Ni mh и li ion в своей конструкции имеют специальные защитные приспособления такие, как датчики давления и предохранительные средства при увеличении внутренней температуры.

К плюсам производители относят:

  • практически полное отсутствие «эффекта памяти»;
  • повышенная внутренняя емкость элемента;
  • малая масса относительно аналогов;
  • минимальный самостоятельный разряд.

К минусам потребители причисляют:

  • повышенную цену, в результате применения редких металлов в конструкции;
  • нетерпимость к минусовым температурам;
  • имеют ограничения по сроку службы.

Никель кадмиевые и литий ионные аккумуляторы схожи между собой в возможности использования при необходимости быстрого заряда повышенными токами.

Характеристика «Эффект памяти»

Одной из важных характеристик при выяснении различия между элементами питания является «эффект памяти», суть данного явления заключается в сохранении батареей начального значения заряда, при котором начали его восполнение.

Ni cd или ni mh аккумуляторы имеют в своих свойствах такой эффект. Данная характеристика считается отрицательной, потому что при неполном разряде батареи она сохранит в дальнейшем это значение и не будет разряжаться полностью. Внутренняя емкость и срок службы при этом значительно понижаются.

У литиевых элементов питания такого эффекта не отмечается, в таком сравнении данная батарея лучше. Повышается удобство, нет необходимости ждать полного понижения заряда, восполнить его можно в любое удобное время без опасения нанесения вреда емкости и сроку службы.

Важно! Перед зарядом ni cd следует полностью разряжать, ni mh рекомендуется разряжать не полностью.

Различие батарей по основным техническим характеристикам

Аккумуляторные батареи, как и любой электрический элемент имеют основные технические показатели, согласно которым можно оценить достоинства того или иного вида. Рассмотрим некоторые характеристики

Напряжение работы и разряда

Значение рабочего напряжения для элементов питания является постоянным показателем и может лишь незначительно меняться в процессе снижения заряда в ходе работы. Nicd или nimh батареи имеют одинаковый номинальный вольтаж равный 1,2 В, а также показание при разряде 0,9 В. У литиевых такие показания значительно отличаются в результате применения активных элементов в своем составе. Рабочее напряжение составляет 3,6 В, при разряде 3 В.

Диапазон рабочих температур

Рабочая температура является важным показателем в ходе эксплуатации элементов питания. Не всегда есть возможность применения электрического оборудования в помещении и в летний период. Для никелевых батарей температурный диапазон довольно широкий, связано это с тем, что в качестве электролита применяется щелочной состав пониженным значением замерзания от -50°С. У литиевого аккумулятора этот показатель несколько выше от -20°С.

Значение высокого предела температур у всех видов практически одинаков и составляет +50°С, +60°С.

Средства защиты и контроля

Ni mh и li ion аккумуляторные батареи имеют в своей конструкции специальные защитные составляющие. В процессе производства устанавливаются датчики температуры и давления, а также предохранительные клапаны.

Внимание! В процессе заряда необходимо правильно устанавливать параметры, а также контролировать их.

Хранение

Условия хранения для различных элементов питания:

  • никель кадмиевые аккумуляторы могут храниться при полном разряде, и сразу восстанавливают свои характеристики при восполнении заряда;
  • никель металлгидридные батареи полностью не рекомендуют разряжать;
  • литиевые имеют ограниченный срок службы, в связи с этим производителями рекомендуется активное применение, если же требуется хранение элемент питания разряжают наполовину.

Различие в применении

При выборе того или иного аккумулятора для питания различной техники необходимо понимать, какие необходимые свойства будут важны в ходе эксплуатации. Для переносных гаджетов и небольшой радиоэлектроники пригодится подойдет литий ионные или никель металлгидридные батареи, данные потребители не требуют повышенных токов разряда. При питании электроинструмента требуется более высокие показания тока, а также возможность использования аппарата при пониженных температурах без опасения быстрого разряда в таком случае подходят никелевые.

Все рассмотренные элементы питания обладают рядом положительных и отрицательных характеристик. Правильное понимание основных необходимых свойств поможет снизить затраты, а также продлить работоспособность используемого аппарата или прибора.

Различия между NiCD, NiMh и Li – ion, Li – pol

 

В данной статье, мы рассмотрим, некоторые, основные отличия Ni – CD от Ni – Mh перезаряжаемыми аккумуляторами и отличия Li – ion от Li – pol. Стоит учитывать, что все сведения являются приблизительными и предоставляются в ознакомительных целях, для общей наглядности различий, реальных параметров, которые могут отличаться в зависимости от производителя.

Ni Cd (Никель кадмиевый аккумулятор)


Появились и начали производиться раньше остальных типов

  • Разряжена 0.9 — 1v
  • Стандартное напряжение 1.2v
  • Полностью заряжена 1.5 – 1.8v
  • Устойчивость к перезаряду — средняя

Способны сохранять работоспособность приблизительно от -50 до+ 40 градусов по цельсию, присутствует возможность зарядки, при отрицательных температурах.

Количество циклов перезарядки от 100 – 900 до 2000, в зависимости от технологии производителя

Обладают эффектом памяти, вследствие чего, рекомендуется проводить тренировку, после приобретения или длительного хранения, от 3 до 5 циклов, полностью разряжая и заряжая аккумуляторные батарейки (следует придерживаться рекомендаций производителя), последующие соблюдение циклов, позволит наилучшим образом сохранять рабочие параметры.

Уровень саморазряда может достигать 8 – 10%, для более современных или 20 -30%, для более старых версий, от первоначальной емкости.

Могут храниться разряженными, в таком случае будут «сразу» готовы к эксплуатации, после зарядки.

Способны отдавать большой «пиковый» ток

Больший вес, при относительно одинаковых размерах с Ni –Mh

Более доступная стоимость

Ni Mh (Никель металл гидридный аккумулятор)

Появились после Ni – CD, избавлены от токсичных материалов, разрабатывались с учетом недостатков nicd

  • Разряжена 0.9 — 1v
  • Стандартное напряжение 1.2v
  • Полностью заряжена 1.5 – 1.8v
  • Устойчивость к перезаряду — слабая

Могут сохранять работоспособность от – 40 до + 50 градусов по цельсию
Возможна зарядка, при отрицательных температурах

Количество циклов перезарядки от 300 — 500, до 1000, в зависимости от используемой технологии и компонентов

Емкость больше до 20% процентов

Эффект памяти, как у кадмиевых отсутствует

Уровень саморазряда больше до 2 раз

При низких температурах скорость заряда необходимо снижать

LSD Ni-Mh

Более новая модификация NiMH аккумуляторов с очень низким уровнем саморазряда

Способны отдавать большие токи разряда

При отрицательных температурах медленнее теряют заряд

Количество циклов от 1000 до 1500 — 2000 циклов

Li – ion (Литий ионный аккумулятор)


Появились позже «никелевых»

  • Разряжена 3v
  • Стандартное напряжение 3.6v
  • Полностью заряжена 4.1 – 4.4v
  • Устойчивость к перезаряду – предельно слабая

Рабочий диапазон от – 20 до + 60

При отрицательных температурах разряд происходит существенно быстрее, практически невозможна зарядка

Количество циклов от 400 – 500, до 1000 – 1200.

Присутствует незначительный эффект памяти (в пределах погрешности, не требуется «тренировка» и полная разрядка, пред зарядом)

Уровень саморазряда около 3% при условии температуры выше 0

Нельзя допускать разряда ниже, порога в 3 вольта, в противном случае возможен выход из строя.

Не рекомендуется превышать рекомендованный производителем уровень заряда, в противном случае возможен выход из строя, самовозгорание или взрыв изделия.

Безопасность и контроль заряда, обеспечиваются встроенным, контроллером заряда, который может отсутствовать у некоторых моделей, в таком случае, требуется точный ручной контроль процесса, параметров и температуры.

Li – pol (Литий полимерный аккумулятор)

Усовершенствованная версия Li – ion

  • Разряжена 2 — 3v
  • Стандартное напряжение 3.6 – 3.7v
  • Полностью заряжена 4.1 – 4.2v
  • Устойчивость к перезаряду – предельно слабая

В качестве электролита, применяется полимерный материал, что обеспечивает большую безопасность, например, при повреждении оболочки или перегреве, в большинстве случаев не будет самовозгорания или взрыва.

Большая емкость, при аналогичных размерах

Меньшее падение напряжения, по мере по разряда

Благодаря полимерному электролиту, возможно исполнить меньшей толщины и практически любой формы

LiFePO

4  (Литий железо фосфатный аккумулятор)

Модификация Li – ion, в которой LiFePO4, выступает в качестве катода

  • Устойчивость к перезаряду – предельно слабая

Большее количество циклов до 2000

Более экологичные, особенно при утилизации

Емкость до 15% выше

Ток зарядки

Рекомендуемый Ni – Cd = 0.1c , Ni – Mh = 0,1c; Li – ion, Li – pol, li –FePO4 = 0,5c

Быстрая зарядка Ni – Cd = 4с, Ni – nh = 1,5c; Li – ion = 1c, Li – pol = 1c, li – FePO4 = 4c

(лучше придерживаться советов производителя)

Производятся специальные версии, всех выше перечисленных типов аккумуляторов, рассчитанных на больший ток, более низкие температуры…

Ni-Mh, Ni-Cd и Li-ion аккумуляторы для авто

В автомобилях с альтернативным приводом, в отличие от традиционных, вместо свинцовых аккумуляторов используются щелочные, которые предназначены не только для запуска мотора и питания подключенной электроники, но и для поддержки ячеек топлива, либо питания силовой установки авто.

Для автомобилей с топливными ячейками нужны мощные АКБ со средней накопительной способностью, а для электромобилей — с высокой. К тому же большое внимание уделяется саморазряду АКБ, степень которого зависит возраста и типа батареи, температурных условий, и того, насколько часто аккумулятор эксплуатируется.

Чем выше энергетическая плотность аккумулятора, тем больше энергии накапливается при одинаковой массе, и тем большее расстояние проедет электромобиль. Современные аккумуляторы обладают следующими показателями плотности:

  • Свинцово-кислотный АКБ около 30 Вт/кг;
  • Литий-ионный АКБ до 150 Вт/кг;
  • Никель-металлогидридные АКБ до 80 Вт/кг

Никель-металлогидридные аккумуляторы, или NiMH, применяют в гибридных автомобилях в виде буферного источника энергии. В состоянии покоя такие АКБ быстро разряжаются и если в течение длительного времени не обеспечить полный заряд, то количество рабочих циклов батареи в разы уменьшится. Но есть и ощутимые достоинства:

  • Механическая надежность;
  • Высокая энергетическая плотность.


Никель-кадмиевые аккумуляторы являются прототипом никель-металлогидридных батарей, который менее болезненно воспринимает продолжительный глубокий разряд. Тем не менее использование этих АКБ в автомобилях сегодня нецелесообразно по причине следующих недостатков:

  • После неполного разряда невозможно осуществить полную зарядку аккумулятора из-за «эффекта памяти»;
  • Быстрый саморазряд;
  • Токсичность кадмия не позволяет использование Ni-Cd АКБ в бытовых условиями, а во многих странах они и вовсе запрещены.

Литий-ионные аккумуляторы активно используются и в гибридных авто, и в различной электронике, а также в некоторых спортивных ав благодаря высокой энергетической плотности, низкому саморазряду и большому количеству рабочих циклов.


Существует один неприятный момент — при зарядке такие батареи сильно нагреваются, что чревато возгоранием в случае чрезмерного заряда. Поэтому процесс зарядки Li-Ion АКБ желательно контролировать. Обезопасить от перезаряда такие батареи помогает специальный корпус, который сглаживает удары и вибрацию, а также использование изолирующего геля, окружающего топливные ячейки. Для большей стабилизации литий-ионные батареи оснащаются контролирующей электроникой, которая вмонтирована в контур и подключена к системе охлаждения. Если возникает перегрев, срабатывает контроллер и специальным клапаном сбрасывается избыточное давление.

Li-ion и NiCad — разница и сравнение

Электрохимия

Никель-кадмиевый аккумулятор использует кадмий для анода (отрицательный полюс), оксигидроксид никеля для катода (положительный полюс) и водный гидроксид калия в качестве электролита.

В литий-ионной батарее в качестве анода используется графит, в качестве катода — оксид лития, а в качестве электролита — литиевая соль. Ионы лития перемещаются от отрицательного электрода к положительному во время разряда и обратно при зарядке.Литий-ионные электрохимические элементы используют интеркалированное соединение лития в качестве материала электрода вместо металлического лития, в отличие от одноразовых литиевых первичных батарей.

Воздействие на окружающую среду

Никель-кадмиевые батареи

содержат от 6% (промышленные батареи) до 18% (потребительские батареи) кадмия, который является токсичным тяжелым металлом и поэтому требует особой осторожности при утилизации батарей. Федеральное правительство классифицирует это как опасные отходы. В Соединенных Штатах часть стоимости батареи — это плата за ее надлежащую утилизацию по окончании срока службы.

Компоненты литий-ионных аккумуляторов экологически безопасны, так как литий не являются опасными отходами.

Стоимость

Литий-ионный аккумулятор стоит примерно на 40 процентов дороже из-за дополнительной схемы защиты для контроля напряжения и тока.

Эксплуатация и производительность

Самый большой недостаток никель-кадмиевых батарей заключается в том, что они страдают «эффектом памяти», если их разряжать и перезаряжать до одного и того же уровня заряда несколько раз.Батарея «запоминает» точку цикла зарядки, в которой началась перезарядка, и во время последующего использования напряжение в этой точке внезапно падает, как если бы батарея была разряжена. Однако ёмкость аккумулятора существенно не снижается. Некоторые электронные устройства специально разработаны, чтобы выдерживать это пониженное напряжение достаточно долго, чтобы напряжение вернулось в норму. Однако некоторые устройства не могут работать в этот период пониженного напряжения, и батарея кажется «разряженной» раньше, чем обычно.

Подобный эффект, называемый понижением напряжения или эффектом ленивого заряда батареи, возникает в результате многократной перезарядки. В этом случае аккумулятор выглядит полностью заряженным, но быстро разряжается после короткого периода работы. При правильном обращении никель-кадмиевый аккумулятор может работать не менее 1000 циклов, прежде чем его емкость упадет ниже половины исходной емкости.

Другая проблема — обратная зарядка, которая происходит из-за ошибки пользователя или когда батарея из нескольких ячеек полностью разряжена.Обратная зарядка может сократить срок службы аккумулятора. Побочным продуктом обратной зарядки является газообразный водород, который может быть опасным.

При нерегулярном использовании в никель-кадмиевых батареях развиваются дендриты. Дендриты представляют собой тонкие проводящие кристаллы, которые могут проникать через разделительную мембрану между электродами. Это приводит к внутреннему короткому замыканию и преждевременному выходу из строя.

Литий-ионные батареи не требуют особого обслуживания. Их можно заряжать до того, как они полностью разрядятся, без создания «эффекта памяти» и работают в более широком диапазоне температур.По сравнению с Ni-Cd, саморазряд литий-ионных аккумуляторов составляет менее половины, что делает его хорошо подходящим для современных приложений для измерения уровня топлива. Единственный недостаток — литий-ионный аккумулятор хрупкий и требует схемы защиты для обеспечения безопасной работы. В каждую батарею встроена схема защиты, которая ограничивает пиковое напряжение каждой ячейки во время заряда и предотвращает слишком низкое падение напряжения ячейки при разряде. Для предотвращения экстремальных температур также контролируется температура ячейки.

Размеры и типы

Ni-Cd элементы доступны от AAA до D, тех же размеров, что и щелочные батареи, а также нескольких размеров многоэлементных.Помимо одиночных ячеек, они доступны в упаковках до 300 ячеек, обычно используемых в автомобилях и тяжелых промышленных приложениях. Для портативных приложений количество ячеек меньше 18 ячеек. Есть 2 типа никель-кадмиевых аккумуляторов: герметичные и вентилируемые.

Литий-ионные батареи меньше, легче и обеспечивают больше энергии, чем никель-кадмиевые батареи. Они также доступны в самых разных формах и размерах в 4 типах форматов:

  • Маленький цилиндрический корпус (твердый корпус без клемм, например, используемых в аккумуляторах портативных компьютеров)
  • Большой цилиндрический (цельный корпус с большими резьбовыми выводами)
  • Чехол (мягкий плоский корпус, например, используемый в сотовых телефонах)
  • Призматический (полутвердый пластиковый корпус с большими резьбовыми выводами, часто используется в тяговых узлах транспортных средств)

Ячейки мешка имеют самую высокую плотность энергии из-за отсутствия корпуса.Однако для предотвращения расширения при высоком уровне заряда (SOC) требуется некоторая внешняя форма сдерживания.

Приложения

Никель-кадмиевые батареи

можно собирать в аккумуляторные блоки или использовать по отдельности. Маленькие и миниатюрные элементы можно использовать в фонариках, портативной электронике, фотоаппаратах и ​​игрушках. Они могут обеспечивать высокие импульсные токи при относительно низком внутреннем сопротивлении, что делает их подходящим выбором для дистанционно управляемых электрических моделей самолетов, лодок, автомобилей, беспроводных электроинструментов и вспышек для камер.Залитые элементы большего размера используются в пусковых батареях самолетов, электромобилях и в резервных источниках питания.

Обладая такими качествами, как высокая плотность энергии, отсутствие эффекта памяти и медленная потеря заряда, когда они не используются, литий-ионные аккумуляторы являются наиболее популярным выбором для бытовой электроники. Они также становятся все популярнее в военных, электромобилях и аэрокосмической отрасли.

Список литературы

литий-ионных батарей против. Никель-кадмиевые аккумуляторы

Литий-ионные аккумуляторы и никель-кадмиевые аккумуляторы во многом похожи.Оба типа батарей являются перезаряжаемыми и идеально подходят для определенных приложений. Есть и существенные отличия.

Приложения

Литий-ионные батареи часто используются в портативных электронных устройствах, таких как портативные компьютеры, цифровые фотоаппараты и сотовые телефоны. Во многих портативных электроинструментах и ​​радиоприемниках используются никель-кадмиевые батареи.

Эффект памяти

Согласно BatteryUniversity.com, «память» — это эффект, который поражает некоторые типы батарей.Крупные кристаллы образуются на пластинах ячеек, когда некоторые типы аккумуляторов периодически не разряжаются. Это накопление может привести к потере аккумуляторной батареи электрического заряда. Никель-кадмиевые батареи, в отличие от литий-ионных, склонны к такому «эффекту памяти».

Срок годности

Оба типа батарей имеют относительно высокий срок хранения. Никель-кадмиевые батареи можно хранить или использовать до 5 лет. Литий-ионные батареи могут работать от 2 до 3 лет.

Циклов

При правильном обслуживании никель-кадмиевые батареи могут обеспечивать более 1000 циклов зарядки и разрядки.Литий-ионные аккумуляторы способны обеспечивать от 300 до 500 циклов зарядки и разрядки.

Саморазряд

Согласно GreenBatteries.com, никель-кадмиевые батареи имеют более высокую скорость саморазряда, чем литий-ионные батареи. Никель-кадмиевые батареи необходимо перезарядить, если они хранились без использования в течение нескольких месяцев. С другой стороны, литий-ионные батареи могут не использоваться в течение нескольких месяцев, прежде чем они начнут саморазряжаться.

Напряжение

Литий-ионные батареи работают при более высоком напряжении по сравнению с никель-кадмиевыми батареями.Типичный литий-ионный аккумулятор работает от 3,7 вольт, а никель-кадмиевый аккумулятор работает от 1,2 вольт.

Литий-ионный против никель-кадмиевого

Тодд Фратцель на Power Tools

Какой аккумулятор лучше?

Аккумуляторные инструменты настолько развиты в дизайне, что сегодня практически любой инструмент можно приобрести в аккумуляторном исполнении. При таком большом выборе инструментов и производителей неудивительно, что потребители чувствуют себя ошеломленными. Добавьте к этому уравнению все варианты аккумуляторных блоков, и не исключено, что вы разочаруетесь.Мы в HCI протестировали так много беспроводных инструментов, что подумали, что некоторые разъяснения и обмен опытом могут быть полезны для многих из вас.

Один из самых больших вопросов, которые мы видели в последнее время, — это пользователи, которые спрашивают нас, какой аккумуляторный блок лучше: литий-ионный (литий-ионный) или никель-кадмиевый (NiCd). Есть другой выбор; Никель-металлогидридные (NiMH), но они менее популярны и не рассматриваются в этом обсуждении.

Еще один момент, о котором стоит упомянуть, заключается в том, что каждый производитель обычно использует свою собственную конструкцию этих батарей, что может привести к некоторым отклонениям в производительности.Это также означает, что некоторые производители могут быть более подвержены некоторым проблемам, в то время как другие, возможно, нашли лучший дизайн.

Ниже приводится очень краткое и общее описание типов батарей, а также общие плюсы и минусы.

Литий-ионные батареи

Литий-ионные (Li-Ion) батареи используют ионы лития, перемещающиеся от отрицательного электрода к положительному во время разряда и обратно при зарядке (см.). Литий-ионные батареи стали одними из самых популярных вариантов батарей для аккумуляторных инструментов за последние несколько лет по нескольким причинам, включая меньший вес и отсутствие эффекта памяти.Ниже приведены плюсы и минусы литий-ионных аккумуляторов.

Плюсы:
  • Небольшой вес и небольшие размеры позволяют более пропорционально подходить к инструментам практически любого размера.
  • Нет эффекта памяти.
  • Увеличенный срок службы по сравнению с никель-кадмиевыми батареями.
  • Срок годности — литий-ионные аккумуляторы со временем рассеивают энергию гораздо медленнее, даже когда они простаивают.
  • Более высокая выходная мощность при меньшем токе по сравнению с никель-кадмиевыми батареями.
  • Незначительное падение напряжения, если оно вообще есть, когда батарея близка к концу цикла разряда.
Минусы:
  • Новые технологии, которые не тестировались и не разрабатывались в такой степени, как другие аккумуляторные системы.
  • Может очень сильно нагреваться и даже страдать от теплового разгона и извержения при неправильном обращении.

Никель-кадмиевые батареи

Никель-кадмиевые батареи (никель-кадмиевые или никель-кадмиевые) — это тип аккумуляторных батарей, в которых в качестве электродов используются гидроксид никеля и металлический кадмий. Никель-кадмиевые батареи уже много лет являются рабочей лошадкой для аккумуляторных инструментов и продолжают хорошо продаваться в этой стране.В последние несколько лет на них оказало давление введение сопоставимых литий-ионных аккумуляторов.

Плюсы:
  • Никель-кадмиевые батареи намного более долговечны и с меньшей вероятностью будут повреждены в процессе зарядки и разрядки.
  • Лучше работает при более низких температурах
Минусы:
  • Более высокая стоимость
  • Батарея использует кадмий (для здоровья / окружающей среды)
  • Тяжелее
  • Может развить память (от непрерывной зарядки без полной разрядки)

Зарядные устройства для аккумуляторов

Стоит обсудить несколько вопросов, касающихся зарядки литий-ионных аккумуляторов.

  • Литий-ионные аккумуляторы ДОЛЖНЫ заряжаться с помощью зарядного устройства Li-Ion. Эти зарядные устройства обычно имеют специальную схему и охлаждающие вентиляторы, необходимые для оптимизации заряда и охлаждения аккумуляторов.
  • Некоторые старые никель-кадмиевые аккумуляторы действительно можно заряжать в новых зарядных устройствах для литий-ионных аккумуляторов. Зарядные устройства старых никель-кадмиевых аккумуляторов НЕ БУДУТ заряжать новые литий-ионные аккумуляторы.

Размеры батарей

Также очень важно убедиться, что вы используете батареи правильного размера. Многие производители выпускают компактные и полноразмерные аккумуляторные батареи для некоторых напряжений.Например, DeWalt выпускает компактную версию и версию XRP (обычно 1,8 и 2,6 мАч соответственно). Это просто показывает, на сколько хватит батареи и насколько она тяжелая.

Cordless Battery Dilema

Итак, вопрос дня — какая батарея лучше? Честно говоря, я думаю, что вердикт еще не вынесен, и когда вы разговариваете с представителями отрасли, большинство из них планируют продолжать создавать беспроводные инструменты на обеих платформах. В последнее время нам наверняка кажется, что Li-Ion начинает лидировать, по крайней мере, с запуском новых инструментов.Однако до тех пор, пока литий-ионные батареи не будут лучше справляться с низкими температурами (прекрасным примером является работа здесь, в Новой Англии, зимой), вполне вероятно, что никель-кадмиевые батареи будут продолжать продаваться так же хорошо. Помните об этих советах при покупке аккумуляторных батарей.

В чем разница между литиевыми и никелевыми аккумуляторами?

Строго говоря, в батарее электрохимические элементы соединены вместе для преобразования химической энергии в электрическую. Когда большинство людей говорят о химии батарей, они действительно имеют в виду химию клеток.Существует два типа обычно используемых химических элементов перезаряжаемых элементов: на основе лития и на основе никелевых катодов.

Содержание

• Катоды и аноды

• Зарядка аккумуляторов

• Никель-кадмий (NiCd)

• Металлогидрид никеля (NiMH)

• Литий-ионный (Li-ion)

• Литий-тионилхлорид (Li-SOCl 2 )

• Диоксид лития-серы (Li-SO 2 )

• Менее распространенные химические вещества лития

• Каталожный номер

Катоды и аноды

Во-первых, предупреждение о камне преткновения в терминологии: какой конец ячейки является катодом? Инженеры используют эти термины последовательно.Но людям, немного знакомым с электронными схемами, может показаться противоположным, что положительный (+) вывод батареи является ее «катодом».

В диодах (электронных устройствах, которые проводят только в одном направлении) катодом является отрицательный (-) вывод. Если подключить лампочку последовательно с диодом и подключить батарею через пару, лампочка загорится только тогда, когда катодная (+) клемма батареи подключена к анодной (также +) клемме диода, и обратный путь через лампу проходит. от катода диода (-) к аноду батареи.

Для химиков это имеет смысл, потому что внутри батареи избыточные катионы (положительно заряженные ионы) притягиваются к катоду, а анионы (отрицательно заряженные ионы) притягиваются к аноду. Внутри и снаружи батареи электронный ток течет в постоянном направлении.

Зарядка аккумуляторов

Большинство аккумуляторных элементов можно перезарядить, подав на их клеммы обратное напряжение. Это обращает вспять химический процесс, в котором анионы и катионы разделялись в электролите ячейки и притягивались к аноду и катоду.Свинцово-кислотные (автомобильные) аккумуляторы хороши для хранения большого количества заряда, но они слишком громоздкие и тяжелые для портативных приложений. Для (относительно) недорогих портативных устройств сначала была разработана химия никеля, а затем лития.

Хотя первые никель-кадмиевые (NiCd) батареи были построены в 1899 году, их практическое применение в потребительских товарах началось только после Второй мировой войны. Никель-металлогидридные (NiMH) батареи не продавались до 1989 года.

Sony представила первую коммерческую литий-ионную (Li-ion) батарею в 1991 году. Литий-катодные батареи, как правило, легче, чем никелевые батареи, с более высокой плотностью энергии (больше ампер-часов для данного объема). Они также не создают проблем с утилизацией опасных материалов, связанных с никель-кадмиевыми батареями.

С другой стороны, при перегреве или перезарядке литий-ионные аккумуляторы могут подвергнуться тепловому разгону, выделяя кислород и тепло, создавая опасность пожара. Добавление защиты увеличивает стоимость и не гарантирует 100% безопасность.

Литий-полимерные батареи — это новый тип литий-ионных батарей (представленный примерно в 1995 году) с более низкой плотностью энергии, в которых электролит удерживается в твердо-полимерном композите. Если форм-фактор для литий-ионных аккумуляторов обычно представляет собой жесткий цилиндр, то литий-полимерные аккумуляторы собираются из гибких пластиковых мешочков и имеют призматический форм-фактор.

Литий-железо-фосфатная технология, которая широко используется в электроинструментах, также позволяет избежать потенциальной пожарной опасности литий-ионных аккумуляторов, но не может соответствовать его удельной мощности.

Никель-кадмий (NiCd)

Популярные перезаряжаемые никель-кадмиевые батареи 1970-х годов встречаются редко, поскольку в 2004 году Европейский Союз запретил использование кадмия в большинстве случаев (исключения включают медицинские устройства, системы сигнализации и аварийное освещение). В США цена на батареи включает дополнительную плату. для правильной утилизации.

В NiCd-элементах использовался катод из гидроксида никеля и анод из гидроксида кадмия. Электролит состоял из гидроксидов калия, натрия и лития.Никель-кадмиевые элементы были перезаряжаемыми и выдавали номинальное напряжение 1,2 В.

Согласно городской легенде, у никель-кадмиевых аккумуляторов был дефект «памяти», который появлялся после того, как они были разряжены и повторно заряжены до одного и того же уровня заряда. Предполагалось, что батарея «запомнит» точку в своем цикле зарядки, в которой началась перезарядка, и во время разрядки будет демонстрировать внезапное падение напряжения в этой точке.

Легенда может быть основана на реальном эффекте, связанном с некоторыми автоматическими зарядными устройствами, которые чрезмерно заряжают аккумулятор.Если впоследствии неправильно обработанный аккумулятор будет недостаточно заряжен, он может быстро разрядиться, даже если кажется, что он полностью заряжен. Иногда потерянную емкость можно восстановить за несколько циклов глубокой разрядки.

Никель-металлогидрид (NiMH)

NiMH — это практическая замена NiCd. Вместо кадмия в анодах перезаряжаемых никель-металлгидридных аккумуляторов используется сплав, который может поглощать и десорбировать водород. Катод — гидроксид никеля, электролит — раствор гидроксидов калия, натрия и лития.Каждая ячейка выдает 1,2 В. NiMH-элементы, как правило, надежны, но для них требуются специальные зарядные устройства. Мониторинг заряда также помогает свести к минимуму нагрев при подзарядке, чтобы максимизировать емкость и срок службы.

Бывают герметичные и открытые (вентилируемые) NiMH аккумуляторы. Цилиндрические герметичные блоки используются в более компактных приложениях. Открытые элементы в призматической упаковке используются для тяги и резервного питания в общественном транспорте и промышленных транспортных средствах, а также в системах бесперебойного питания. Toyota использовала никель-металлгидридные батареи в автомобилях Prius трех поколений.

Литий-ионный (Li-ion)

В литий-ионных элементах анодом является графит, а катодом — соединение лития и некоторых других металлов. Возможные варианты включают оксид лития-кобальта (LCO), оксид лития-никеля, оксид лития-алюминия, оксид лития-марганца и фосфат лития-железа (LiFePO 4 ). Электролит представляет собой смесь органических карбонатов.

Полностью заряженный, выходной сигнал одного литий-ионного элемента составляет приблизительно 4,2 В. Производитель может изменять мощность и плотность энергии.Saft предлагает аккумуляторы больших и средних размеров цилиндрической и почти призматической формы с плотностью мощности от 150 Вт / кг. 1

Литий-ионные аккумуляторы могут храниться более 20 лет при температуре окружающей среды со скоростью саморазряда менее 5% в год. Диапазон рабочих температур от –30 ° C до 60 ° C.

Tesla Motors использует литий-ионные батареи как в оригинальном родстере, так и в седане Model S. Аккумуляторы седана можно полностью зарядить всего за час (с помощью Tesla Supercharger) или заменить за несколько минут.

Тионилхлорид лития (Li-SOCl

2 )

Элементы Li-SOCl 2 имеют анод из металлического лития и жидкий катод. Структура катода представляет собой пористый углеродный токоприемник, заполненный тионилхлоридом (SOCl 2 ). Они имеют цилиндрический форм-фактор и выдают 3,6 В с емкостью лучше 18 Ач и размером примерно с ячейку размера D, что позволяет им обеспечивать высокую плотность энергии до 1220 Втч / л или 760 Втч / кг.Саморазряд составляет менее 1% в год, поэтому они популярны для использования в режиме ожидания.

Диоксид серы лития (Li-SO

2 )

Элементы Li-SO 2 аналогичны элементам Li-SOCl 2 , за исключением того, что раствор в пористом углеродном токоприемнике представляет собой диоксид серы (SO 2 ). Они бывают того же диапазона стандартных размеров цилиндрических батарей, но обеспечивают более низкое напряжение 2,8 В, а не 3,6 В, и, следовательно, несколько более низкую плотность энергии (250 Втч / кг).

Менее распространенные химические вещества лития

Другие химические пары лития включают LCO и LiFePO 4 . Фактически, появились некоторые смеси этих химических соединений. Сам по себе LCO используется для высокоэнергетических приложений, а LiFePO 4 используется там, где требуется высокая скорость разряда.

Смешивание катодных материалов позволяет производителям адаптировать характеристики катода к применению. Например, Boston Power смешивает LCO и оксид лития-марганца в своих элементах Sonata и Swing и заявляет об улучшенной плотности энергии, скорости заряда, календаре и сроке службы, а также диапазоне рабочих температур.

Список литературы

Saft

Бостон Пауэр

Разница между NiCad, NiMH и литиевыми батареями

И никель-кадмиевые, и никель-металлгидридные аккумуляторные батареи. Однако, несмотря на то, что существует множество различных типов батарей, в которых в качестве основы используется литий, наиболее распространенными типами литиевых батарей являются литий-ионные (Li-Ion) и литий-полимерные (Li-Po) батареи, которые можно перезаряжать.

Литий-ионные батареи стали новым стандартом батарей в электронной промышленности, особенно для портативной бытовой электроники.Преимущество использования литий-ионных аккумуляторов заключается в том, что они производят такой же заряд, как и никель-металлгидридные аккумуляторы, но, как правило, имеют значительно меньший вес. Следовательно, они идеально подходят для портативности. Еще одно преимущество литий-ионных аккумуляторов заключается в том, что они заряжаются быстрее, чем два других, и разряжаются медленнее, чем два других. Для сравнения, NiMH занимает второе место, а NiCad — третье.

Литий-ионные батареи

также имеют более длительный жизненный цикл, следовательно, не требуют частой замены, по крайней мере, по сравнению с никель-кадмиевыми или никель-металлгидридными батареями.На втором месте никель-металлгидридные батареи, на третьем — никель-кадмиевые с самым коротким сроком службы.

Можно сказать, что никель-металлгидридные батареи являются улучшением по сравнению с никель-кадмиевыми батареями, в то время как литиевые батареи являются улучшением по сравнению с никель-металлгидридными батареями. Однако это не значит, что в нем нет недостатков. Литий-ионные аккумуляторы имеют небольшой риск взрыва или взрыва при сильном нагреве, например, в горячих машинах, под прямыми солнечными лучами, при вскрытии или неисправности. Тем не менее, существует лишь незначительный риск того, что это произойдет, и технологии постоянно совершенствуются, чтобы избежать этого сценария.

Сравнение никель-кадмиевых, никель-металлогидридных и литиевых батарей:

NiCad аккумулятор

NiMH аккумулятор

Литиевая батарея

Тип

Аккумулятор

Аккумулятор

Аккумулятор

Материал

Никель-кадмий

Никель-металлогидрид

Литий

литий-ионный (чаще всего)

Описание

Батарея, в которой в качестве положительного электрода (анода) используется гидроксид никеля (NiOOH), а в качестве отрицательного электрода (катода) кадмий

Батарея, в которой в качестве положительного электрода (анода) используется гидроксид никеля (NiOOH), а в качестве отрицательного электрода (катода) — сплав, поглощающий водород.

Батарея, в которой в качестве положительного электрода (анода) используется литий, отрицательный электрод (катод) может быть разным.

Наиболее распространенным типом литиевых батарей являются литий-ионные батареи.

Использование

Когда-то были популярны, но с тех пор их заменили никель-металлгидридные.

широко использовался в портативных бытовых электронных устройствах, но теперь заменен литий-ионными батареями.

Широко используется в портативных бытовых электронных устройствах. Литий-ионные аккумуляторы обычно используются в ноутбуках, фотоаппаратах, телефонах и т. Д.

Жизнь

Более низкая плотность заряда (меньший срок службы), чем у никель-металлгидридных аккумуляторов.

Более высокая плотность заряда (более длительный срок службы), чем у никель-кадмиевых аккумуляторов

Высокая плотность заряда (долгий срок службы)

Подзарядка

Чаще всего перезаряжаемый

Чаще всего перезаряжаемый

Литий-ионные аккумуляторы.Других литиевых батарей нет.

Масса

Более тяжелый

Легче, чем NiCad

Легче, чем NiMH

Температура

Плохо работает при низких температурах

Лучше работает при низких температурах

Лучше всего работает при низких температурах среди трех

Жизненные циклы

Увеличенный срок службы

Меньше жизненных циклов по сравнению с NiCad

Увеличенный срок службы по сравнению с NiCad и NiMH

Саморазряд

Уровень саморазряда ниже, чем у NiMH

Более высокий уровень саморазряда, чем у NiCad

Низкий саморазряд

  Ссылка: Wikipedia (NiCad, NiMH, Lithium, Li-ion), Tool Crib, eBay 
  Изображение предоставлено: lithiumlifepo4battery.com, dmohankumar.wordpress.com, swling.com  

Литий-ионный Vs. Никель-металлогидридные батареи

Наиболее очевидное различие между литий-ионными и никель-металлгидридными батареями — это материал, из которого накапливается энергия. Литий-ионные батареи сделаны из углерода и лития с высокой реакционной способностью, который может накапливать много энергии. Никель-металлогидридные батареи используют водород для хранения энергии, а никель и другие металлы (например, титан) удерживают ионы водорода.

У этих различных структур, конечно, есть несколько практических отличий:

Стоимость: Никель-металлогидридные батареи в настоящее время являются менее дорогостоящей технологией.Однако по мере роста производства литий-ионных элементов в игру вступает экономия на масштабе, и стоимость литий-ионных элементов должна снижаться. Когда большему количеству автомобилей требуется больше батарей, производство каждой отдельной батареи становится дешевле.

Вес: NiMH аккумуляторы больше и тяжелее литий-ионных аккумуляторов. В гибридных автомобилях вес имеет значение, так как мощность аккумулятора должна преодолевать инерцию автомобиля (без какой-либо помощи бензинового двигателя) для максимального пробега. Более легкие аккумуляторные блоки с более высокой плотностью энергии облегчают запуск автомобиля.

Питание: Литий-ионные и никель-металлгидридные аккумуляторы фактически могут выдерживать одинаковое количество энергии, но литий-ионные элементы могут заряжаться и разряжаться быстрее. Литий-ионный аккумулятор также не имеет такого «эффекта памяти», который возникает, когда аккумулятор заряжается до того, как он полностью разрядится. Это может снизить емкость аккумулятора. Литий-ионные батареи менее подвержены эффекту памяти, чем никель-металлгидридные батареи [источник: Hitachi].

Долговечность: Хотя оба типа батарей долговечны и оба годами использовались в различных приложениях, это единственная область, в которой NiMH имеет преимущество.Некоторые литий-ионные батареи не работают так долго при экстремальных температурах, особенно в очень жарком климате. Но производители работают над улучшением химического состава, чтобы литий-ионные батареи прослужили столько же, сколько и автомобили, которыми они питаются.

Для получения дополнительной информации о гибридных автомобилях, аккумуляторах и других связанных темах перейдите по ссылкам ниже.

Статьи по теме

Источники

  • Hitachi. «Литий-ионные аккумуляторы для гибридных электромобилей». Декабрь 2009 г. (10 декабря 2010 г.) http: // www.hitachi.com/environment/showcase/solution/mobility/lithiumion.html
  • HybridCars.com. «Эксперт: литий-ионные батареи помогут гибридам больше, чем электромобили» 14 декабря 2009 г. (10 декабря 2010 г.) http://www.hybridcars.com/components/expert-lithium-ion-batteries-will-help -hybrids-more-electric-cars-26284.html
  • HybridCars.com. «Литий-ионные гибридные батареи». 3 апреля 2006 г. (10 декабря 2010 г.) http://www.hybridcars.com/technology-stories/lithium-ion-batteries.html
  • МакГиган, Брендан, «Что такое NiMH батареи?» WiseGeek. 9 сентября 2010 г. (8 декабря 2010 г.) http://www.wisegeek.com/what-are-nimh-batteries.htm
  • Сиуру, Билл. «Toyota представит гибридный подключаемый модуль Prius с литий-ионным питанием». GreenCar.com. 11 сентября 2009 г. (8 декабря 2010 г.) http://www.greencar.com/articles/toyota-unveil-lithium-ion-powered-prius-plug-hybrid.php

NiCad vs. Ионная батарея: что лучше?

Точно так же, как резьба, одно ведет к другому: от самостоятельного проекта, который вам нужно выполнить, до принятия решения о покупке аккумуляторного инструмента, а затем к выбору одного из них в зависимости от батареи.

Ваше решение о покупке беспроводного инструмента может заключаться в том, что он больше подходит для работы, которую вы собираетесь выполнять, но есть некоторые важные решения, которые вам необходимо принять во внимание при покупке беспроводного инструмента, и наиболее важным из них является аккумулятор.

Для небольшого знакомства с аккумуляторами для аккумуляторных инструментов, они работают с тремя типами источников питания: литий-ионными (Li-ion), никель-металлогидридными (NiMH) и никель-кадмиевыми (NiCad) батареями.

Хотя эти беспроводные источники питания имеют несколько общих черт, они различаются по химическому составу, использованию, воздействию на окружающую среду, а также по стоимости.

В течение многих лет никель-кадмиевые батареи имели высокий рейтинг, пока не столкнулись с конкуренцией со стороны литий-ионных батарей из-за их размера и простоты обслуживания независимо от окружающей среды.

Наличие беспроводного инструмента с надежной батареей обеспечит вам хороший рабочий процесс, но, помимо технического обслуживания, надежность вашей батареи также будет зависеть от типа, поэтому у нас есть быстрое сравнение между двумя наиболее часто используемыми типами батарей: Никель-кадмиевые и литий-ионные аккумуляторы, чтобы узнать, что лучше для вашего аккумуляторного инструмента.

Сравнение никель-кадмиевых и литий-ионных аккумуляторов

Перед тем, как проводить какое-либо сравнение, мы хотели бы, чтобы вы знали, что тип аккумулятора может влиять на несколько других факторов, например, как долго они служат, сколько их следует использовать, количество время, необходимое для зарядки, или даже то, как их можно поддерживать, но это не определяет мощность, которая будет предоставлена.

Если вы покупаете никель-кадмиевый аккумулятор на 18 В, он будет обеспечивать такую ​​же мощность, как и литий-ионный аккумулятор на 18 В, который вы покупаете.Способность будет зависеть от эффективности самого инструмента, и батарея на 18 вольт будет поддерживать такое же напряжение, как и другая батарея на 18 вольт, независимо от типа.

Итак, мы начнем со сравнительной таблицы, показывающей характеристики и качество обеих батарей, чтобы иметь четкое представление об их различиях.

Давайте разберем их

Диаграммы могут показаться скучными, поэтому мы сделаем еще один шаг, разбив некоторые особенности никель-кадмиевых и литий-ионных аккумуляторов на основе их времени работы, объяснив напряжение и емкость аккумулятора. , срок годности, эффект памяти, саморазряд, жизненный цикл и накопление

Время работы

Мы бы определили время работы, как объем работы, которую аккумуляторный инструмент может выполнить, прежде чем потребуется его зарядка.Поскольку не существует специальной единицы для расчета времени работы аккумуляторной дрели, его можно измерить по количеству отверстий, которые они могут прорезать за один заряд.

Несмотря на то, что тип батареи не влияет на мощность, он определяет время работы вашего инструмента и для аккумуляторных инструментов. Здесь литиевая батарея выигрывает, наш вывод основан на том факте, что время работы определяется напряжением батареи и емкостью батареи.

Вы также должны знать, что эффективность инструмента — еще один фактор, определяющий время работы, но давайте объясним напряжение аккумулятора и емкость аккумулятора немного подробнее.

Напряжение

Для того, чтобы ваш аккумуляторный инструмент имел достаточное время работы, важное значение имеет напряжение аккумулятора; это определило бы результат работы. Литий-ионный аккумулятор будет работать при напряжении примерно от 3,6 до 3,7 вольт, что делает его предпочтительнее, чем никель-кадмиевый аккумулятор, работающий от 1,2 вольт.

Емкость батареи

Батареи с одинаковым напряжением могут иметь разную емкость, и размер батареи также может влиять на время работы.Емкость рассчитана в ампер-часах, поэтому NiCad имеет емкость от 1,3 Ач до 3,0 Ач, а литий-ионные — от 1,1 Ач до 3,0 Ач.

Срок годности

Еще одно качество, о котором мы хотели бы поговорить, — это срок годности обеих батарей, и относительно высокий срок хранения. Срок годности хорошей литий-ионной батареи составляет от 2 до 3 лет, в то время как никель-кадмиевые батареи могут достигать 5 лет, поэтому никель-кадмиевые батареи лучше подходят для срока хранения.

Эффект памяти

Когда никель-кадмиевые батареи не разряжаются часто, на пластинах элементов образуются большие кристаллы, из-за чего батарея теряет место для хранения электроэнергии; это описание эффекта памяти.Итак, когда дело доходит до эффекта памяти, литий-ионные аккумуляторы выделяются тем, что им не страдают.

Саморазряд

Аккумулятор, хранящийся на хранении, может начать терять заряд. Никель-кадмиевые батареи особенно сильно разряжаются, если они не используются в течение нескольких месяцев, но литий-ионные батареи можно хранить в течение нескольких месяцев без потери значительного заряда.

Несмотря на то, что литий-ионный аккумулятор упрощает хранение аккумуляторов, лучше избегать хранения аккумуляторов при низком уровне заряда, чтобы предотвратить необратимое повреждение аккумулятора.

Жизненный цикл

Жизненный цикл аккумулятора — это количество раз, которое вы можете зарядить в течение всего срока его службы. Проведя сравнение на основе их жизненного цикла, вы увидите, что никель-кадмиевые батареи прослужат дольше, примерно с 2000 циклов зарядки и разрядки. Литий-ионный, с другой стороны, может иметь максимум 1200 циклов зарядки.

Сборка

Последнее сравнение, которое мы сделаем в этом разделе, касается сборки каждой батареи, чтобы объяснить электрохимический аспект сравнения и удобство их утилизации.

Для никель-кадмиевых батарей электролитом является водный гидроксид калия, отрицательная клемма (анод) использует кадмий, а положительная клемма (катод) — оксигидроксид никеля. Никель-кадмиевые батареи изготовлены из токсичного тяжелого металла, и большая его часть опасна, поэтому требует деликатной утилизации.

Для литий-ионного аккумулятора электролитом является литиевая соль, отрицательный вывод сделан из графита, а положительный вывод сделан из оксида лития, чтобы ионы лития покидали положительный электрод и перемещались к отрицательному электроду, пока он заряжается и переворачивается во время разряда.Литий неопасен и экологически безопасен.

Окончательный вердикт

Решение о том, какая батарея лучше, сводится к потребностям пользователя в зависимости от области применения, бюджета и климатических условий рабочего места.

Но если вы планируете приобрести аккумуляторный инструмент, мы бы предпочли, чтобы вы купили тот, который использует литий-ионный аккумулятор, они меньше по размеру и имеют более высокое напряжение по сравнению с никель-кадмиевыми батареями.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *